IBM y 3M desarrollarán chips tridimensionales

Los circuitos integrados actuales, desde los más simples hasta el microprocesador más complejo, consisten en una sola capa de silicio en la que se “graban” hasta miles de millones de transistores y otros componentes. Este esquema es el mismo incluso en los microprocesadores que poseen más de un núcleo, haciendo que algunos chips requieran de una superficie bastante grande. Pero dos grandes empresas, IBM y 3M, unirán sus esfuerzos para desarrollar chips tridimensionales en los que varias capas se superpondrán dando lugar a circuitos más potentes en espacios más pequeños. Este enfoque tiene varias ventajas y también algunos inconvenientes, pero si consiguen llevar la idea a buen puerto, la electrónica de la próxima década será mucho más potente.

El interior de un circuito integrado se parece a una ciudad. Los componentes se distribuyen sobre una superficie plana, como si fuesen edificios, y se conectan entre si mediante regiones conductoras, de la misma forma que nuestras casas se “conectan” mediante calles. Se trata de un sistema fuertemente bidimensional, ya que si bien existen zonas en las que se requiere el agregado de un pequeño “componente 3D” (como cuando un conductor debe pasar sobre otro, por ejemplo), en general los componentes no se apilan unos sobre otros. Y hay muchas razones para que esto sea así. El proceso de fabricación, por ejemplo, que consiste básicamente a exponer el sustrato a diferentes tipos de elementos químicos y radiaciones electromagnéticas mientras se cubren determinadas regiones con una máscara complica bastante (habría que agregar muchos más pasos en el proceso) la creación de chips “tridimensionales”. También hay que tener en cuenta el calor que se genera durante el funcionamiento del chip. Un chip 2D posee una relación superficie/volumen muy alta, lo que facilita la evacuación del calor generado. En un chip 3D esta relación es mucho más baja, y el calor acumulado en su interior puede terminar con la vida del integrado.

A pesar de estos problemas, un chip tridimensional podría ofrecer una buena cantidad de ventajas que justifiquen el costo y tiempo que insumiría su desarrollo. IBM, una empresa que a lo largo de 100 años de historia ha contribuido enormemente a la industria informática, junto a la gigantesca 3M han decidido encarar el desafío y buscar de que manera la tecnológia actual puede proporcionarnos procesadores mucho más potentes. IBM aportará su conocimiento en materia de semiconductores, y 3M su know-how sobre pegamentos. La idea básica consiste en “apilar” decenas o cientos de capas 2D, uniendolás con un pegamento que sea capaz de conducir el calor generado hacia los bordes de la torre, a la vez que una serie de conductores alineados verticalmente llevan las señales de una capa a otra. A pesar de lo diferentes que pueden parecer, un Intel 4004 no difiere demasiado (estructuralmente hablando) de un microprocesador multinúcleo. Pero gracias a este desarrollo tridimensional podríamos tener cientos de núcleos funcionando en un mismo circuito integrado, sin que su tamaño se dispare. Segun IBM, está forma de construir procesadores podría multiplicar su velocidad hasta mil veces.

Dos grandes empresas, IBM y 3M, unirán sus esfuerzos para desarrollar chips tridimensionales en los que varias capas se superpondrán dando lugar a circuitos más potentes en espacios más pequeños.

Bernard Meyerson, vicepresidente de investigación de IBM, dice que “toda la industria se centrará en este tipo de soluciones. Nosotros solo estamos dando el pistoletazo de salida”. Hay que aclarar que el concepto de chips tridimensionales propuesto por la dupla IBM – 3M no es el mismo que ha dado a conocer Intel para la creación de transistores 3D, que está enfocado más a optimizar los componentes individuales y no se aplica a la totalidad del chip. Si el proyecto se concreta, IBM y 3M podrían alargar la vida útil de los actuales procesos de diseño y fabricación de chips en unos 10 o 15 años más, utilizando plantas similares a las actuales para fabricar las capas individuales y lineas de montaje nuevas para “apilarlas”. Habrá que esperar un tiempo a ver que ocurre, pero dado el renombre de las empresas involucradas todo parece indicar que los procesadores tridimensionales no tardarán demasiado en llegar a los escaparates de las tiendas.